SO4溶液。分别量取前述配置好的Fe (NO 3) 3和FeSO 4溶液各200mL 于三口烧瓶中，在N2保护下置于油浴锅中加热，待温度升至40°C时加入45mL质量分数为 25%的順 3.1120，陈化18111111后继续升温，温度升至60°(：时老化6111111，将所得产物漂洗分 离，洗涤至中性，制得磁性Fe 3O4流体。
[0029] (3)磁性磺化兰炭复合材料的制备：称取步骤（1)中所得的磺化兰炭lg，加入质量 分数为5%壳聚糖4. 5mL和步骤（2)中所得磁性Fe3O4流体4. 5ml，机械搅拌IOmin后超声 搅拌25min，过滤、烘干。
[0030] 实施例3 :
[0031] (1)磺化兰炭的制备：将兰炭粉碎，过筛获得粒径为60~80目的兰炭微粒。称取 2g兰炭微粒于反应釜中，量取14mL浓度为98%的浓硫酸，沿内壁倒入反应釜，置于温度为 140 °C真空干燥箱中反应8h，用石英漏斗抽滤，滤去废液后，用蒸馏水洗涤至pH = 7，在80 °C 真空烘箱中烘干15h，得到磺化兰炭。
[0032] (2)磁性Fe3(V^体的制备：准确称取72. 7236g硝酸铁，配制为lOOOmL，得到Fe 3+ 浓度为〇. 18mol/L的Fe (NO3) 3溶液；准确称取33. 3639g硫酸亚铁，配制为lOOOmL，得到Fe 2+ 浓度为〇. 12mol/L的FeSO4溶液。分别量取前述配置好的Fe (NO 3) 3和FeSO 4溶液各200mL 于三口烧瓶中，在N2保护下置于油浴锅中加热，待温度升至40°C时加入50mL质量分数为 25%的NH 3 . H 20,陈化20min后继续升温，温度升至60°C时老化8min，将所得产物漂洗分 离，洗涤至中性，制得磁性Fe 3O4流体。
[0033] (3)磁性磺化兰炭复合材料的制备：称取步骤（1)中所得的磺化兰炭lg，加入质量 分数为5%壳聚糖5mL和步骤（2)中所得磁性Fe 3O4流体5ml，机械搅拌20min后超声搅拌 15min，过滤、烘干。
[0034] 称取上述实施例制备的磁性磺化兰炭复合材料各I. 3g，分别做吸附苯酚实验，吸 附条件为：在pH = 5、温度为35°C条件下对C。= 10mg/L的苯酸吸附240min，测定苯酸吸收 率，如表1所示。
[0035] 表1苯酚吸收率
[0036]
[0037] 将实施例1中制备的磁性磺化兰炭复合材料做红外光谱和光电子能谱图，分别得 到图2和图3。
[0038] 由图2可知，磁性磺化兰炭复合材料在1151cm 1处出现S = 0和C-O-C的伸缩振 动峰，说明浓硫酸作用后的磺化兰炭有-SO3H官能团；在3687cm 1处出现-NH 2和-OH的伸 缩振动峰；在1728cm 1处是C = 0伸缩振动吸收峰；在2979cm 1处是C-H和N-H的伸缩振 动吸收峰。这些官能基团均表明磁性磺化兰炭复合材料中含有壳聚糖。
[0039] 由图3可知，由光电子能谱元素分析可知：磁性磺化兰炭复合材料均检测出0和 Fe元素，其中Ols元素含量分别为43. 60%，Fe2p元素含量分别为16. 12%，符合所制备磁 性磺化兰炭复合材料的组成特征。
[0040] 上述结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施 方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。
【主权项】
1. 一种磁性磺化兰炭复合材料，其特征在于，该复合材料由磁性壳聚糖和磺化兰炭复 合而成。2. 如权利要求1所述的磁性磺化兰炭复合材料，其特征在于，该复合材料中兰炭粒径 为60~80目。3. 如权利要求1或2所述的磁性磺化兰炭复合材料，其特征在于，该复合材料通过以下 步骤制备： (1)磺化兰炭的制备：将兰炭粉碎，过筛获得粒径为60~80目的兰炭微粒，按:V1?=Ig:5~8mL分别取兰炭微粒及浓度为98%的浓硫酸，沿内壁倒入反应釜，置于温度 为140 °C真空干燥箱中反应5~8h，用石英漏斗抽滤，滤去废液后，用蒸馏水洗涤至pH= 7， 在80°C真空烘箱中烘干10~15h，得到磺化兰炭； ⑵磁性Fe3O4流体的制备：配置Fe3+浓度为0? 18mol/L的Fe(NO3) 3溶液和Fe2+浓度为 0. 12mol/LFeSO4溶液，按体积比VFe_3)3:VFeS(]4= 1 :1分别量取前述配置好的溶液于三口烧 瓶中，在N2保护下在油浴锅中加热至40°C时，按体积比V(Fe(N03)3+FeS04) :VnH3 .H20 - 8 ~ 10 ：I 加入质量分数为25%的NH3 .H20,陈化15~20min后继续升温，至60°C时老化5~8min， 将所得产物漂洗分离，洗涤至中性，制得磁性Fe3O4流体； (3)磁性磺化兰炭复合材料的制备：称取步骤（1)中所得的磺化兰炭，按5?? 糖:VFe3M=Ig: (3. 5~5)mL: (3. 5~5)mL的量加入质量分数为5 %壳聚糖和步骤（2)中所 得磁性Fe3O4流体，机械搅拌10~20min后超声搅拌15~25min，过滤、烘干。4. 一种如权利要求1所述的磁性磺化兰炭复合材料的制备方法，其特征在于，该方法 包括以下步骤： (1)磺化兰炭的制备：将兰炭粉碎，过筛获得粒径为60~80目的兰炭微粒，按:V1?=Ig:5~8mL分别取兰炭微粒及浓度为98%的浓硫酸，沿内壁倒入反应釜，置于温度 为140 °C真空干燥箱中反应5~8h，用石英漏斗抽滤，滤去废液后，用蒸馏水洗涤至pH= 7， 在80°C真空烘箱中烘干10~15h，得到磺化兰炭； ⑵磁性Fe3O4流体的制备：配置Fe3+浓度为0? 18mol/L的Fe(NO3) 3溶液和Fe2+浓度为 0. 12mol/LFeSO4溶液，按体积比VFe_3)3:VFeS(]4= 1 :1分别量取前述配置好的溶液于三口烧 瓶中，在N2保护下在油浴锅中加热至40°C时，按体积比V(Fe(N03)3+FeS04) :VnH3 .H20 - 8 ~ 10 ：I 加入质量分数为25%的NH3 .H20,陈化15~20min后继续升温，至60°C时老化5~8min， 将所得产物漂洗分离，洗涤至中性，制得磁性Fe3O4流体； (3)磁性磺化兰炭复合材料的制备：称取步骤（1)中所得的磺化兰炭，按5?? 糖:VFe3M=Ig: (3. 5~5)mL: (3. 5~5)mL的量加入质量分数为5 %壳聚糖和步骤（2)中所 得磁性Fe3O4流体，机械搅拌10~20min后超声搅拌15~25min，过滤、烘干。5. -种如权利要求1所述的磁性磺化兰炭复合材料在吸附酚类化合物中的应用，其特 征在于，磁性磺化兰炭复合材料吸附条件为：在pH= 5、温度为35°C条件下吸附240min。6. 如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述酚类化合物为苯酚。
【专利摘要】本发明公开了一种磁性磺化兰炭复合材料及其制备方法与应用。该材料由磁性壳聚糖和磺化兰炭复合而成，即将磁性Fe3O4流体、壳聚糖与磺化兰炭进行水溶分散，通过静电自组装技术制备出优于单一炭基吸附材料的复合型水处理吸附材料，该材料复合了兰炭和壳聚糖的优势，具有更多孔道结构和更为丰富的官能团，同时与壳聚糖及磁性Fe3O4纳米粒子的静电自组装效果更加优异，该方法所用原料廉价易得、制备方法简单，产品性能稳定。本发明还提供了上述磁性壳聚糖/磺化兰炭复合材料在吸附酚类化合物中的应用，吸附所需该复合材料的用量少、吸附时间短、吸附容量高。此外，磁性磺化兰炭复合材料可重复循环使用，回收方便，对环境无污染，符合绿色化学的要求。
【IPC分类】B01J20/30, C02F1/28, C02F101/34, B01J20/20, B01J20/28
【公开号】CN105126752
【申请号】CN201510444091
【发明人】毕淑娴, 景旭楠, 刘万毅, 马保军
【申请人】宁夏大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月27日